WO2023181673A1 - 工作機械および工作機械の制御方法 - Google Patents

工作機械および工作機械の制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2023181673A1
WO2023181673A1 PCT/JP2023/003955 JP2023003955W WO2023181673A1 WO 2023181673 A1 WO2023181673 A1 WO 2023181673A1 JP 2023003955 W JP2023003955 W JP 2023003955W WO 2023181673 A1 WO2023181673 A1 WO 2023181673A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
guide bush
main shaft
bar
spindle
main body
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/003955
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敏之 鈴木
Original Assignee
シチズン時計株式会社
シチズンマシナリー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シチズン時計株式会社, シチズンマシナリー株式会社 filed Critical シチズン時計株式会社
Publication of WO2023181673A1 publication Critical patent/WO2023181673A1/ja

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B13/00Arrangements for automatically conveying or chucking or guiding stock
    • B23B13/12Accessories, e.g. stops, grippers

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool that adjusts the gap between a bar and a rotary guide bush, and a method for controlling the machine tool.
  • the machine tool described in Patent Document 1 uses an adjustment nut (also referred to as a drawbar) that is screwed into the guide bush when adjusting the opening degree of the guide bush.
  • the guide bush does not rotate synchronously with the main shaft, but in addition to preventing the bar from sticking to the guide bush, the guide bush is synchronized with the main shaft in order to avoid deterioration of the surface quality of the bar. Even in the case of a rotating rotary guide bush, it is desirable to automatically adjust the gap between the rotary guide bush and the bar in order to stably process the bar with high precision.
  • an object of the present invention is to adjust the opening degree of the rotary guide bush with an adjustment nut, and to adjust the opening degree of the rotary guide bush to the front main shaft. It is an object of the present invention to provide a machine tool and a control method for a machine tool that automatically adjusts the gap between a rotary guide bush and a bar in the case of a structure that rotates synchronously with a rotary guide bush.
  • the invention according to claim 1 includes: a front main shaft that rotatably holds a bar; a front main shaft drive motor that rotationally drives the front main shaft; an encoder that detects a rotation angle of the front main shaft drive motor; and the front main shaft.
  • a rotary guide bush that is installed on a guide bush support in front of the front main shaft and supports the bar extended from the front main shaft by allowing rotation around the rotation axis and movement in the direction of the rotation axis, and rotates in synchronization with the front main shaft; a back main shaft that is arranged to face the front main shaft and rotatably holds the bar; a back main shaft drive motor that rotationally drives the back main shaft; and a control device that controls the operations of the front main shaft and the back main shaft.
  • a machine tool comprising: a guide bush holder in which the rotary guide bush is fixed to the guide bush support; and a machine tool in which the rotary guide bush rotates about the rotation axis of the bar while being rotatable relative to the guide bush holder. and a guide bush body that supports movement in the direction of the rotation axis, and when adjusting the gap between the bar and the guide bush body, the guide bush body is rotated to adjust the size of the gap. and an adjustment nut that is threadedly engaged with the guide bush main body, and when the control device rotates the back main shaft in a state in which the bar is held by the back main shaft and the front main shaft drive motor is not energized.
  • the above-mentioned problem is solved by having a guide bush opening determining section that determines the adjustment amount of the gap based on the rotation angle of the front main shaft.
  • the invention according to claim 2 solves the above-mentioned problem by, in addition to the configuration of the machine tool according to claim 1, a holding jig for holding the bar material is detachable from the back main shaft. It is something to do.
  • the invention according to claim 3 engages with an adjustment nut of the rotary guide bush facing the front main shaft to rotate the adjustment nut.
  • the above-mentioned problem is further solved by a rotating jig attached to the bar between the front main shaft and the rotary guide bush.
  • the invention according to claim 4 provides a front main shaft that rotatably holds a bar, a front main shaft drive motor that rotationally drives the front main shaft, an encoder that detects a rotation angle of the front main shaft drive motor, and the front main shaft.
  • a rotary guide bush that is installed on a guide bush support in front of the front main shaft and supports the bar extended from the front main shaft by allowing rotation around the rotation axis and movement in the direction of the rotation axis, and rotates in synchronization with the front main shaft; a back main shaft that is arranged to face the front main shaft and rotatably holds the bar; a back main shaft drive motor that rotationally drives the back main shaft; and a control device that controls the operations of the front main shaft and the back main shaft.
  • a control method for a machine tool having an adjustment nut screwed together comprising: holding the bar with the back spindle; rotating the back spindle around a rotation axis; and rotating the back spindle.
  • a step of measuring with the encoder the rotation angle of the front spindle drive motor caused by the rotation of the front spindle a step of determining an adjustment amount of the gap based on the rotation angle of the front spindle measured with the encoder, and a step of determining the adjustment amount of the gap.
  • the control device rotates the front spindle based on the rotation angle of the front spindle when the back spindle is rotated in a state where the bar is held by the back spindle and the front spindle drive motor is not excited.
  • the change in the rotation angle of the freely rotatable front spindle when rotating the back spindle that holds the bar material is controlled by the back spindle. Since it is based only on the rotation of the bar due to the rotational drive of the main shaft, the rotary guide bush and the rod are The signal-to-noise ratio is higher than when adjusting the size of the gap between the rotary guide bush and the material. The gap between the bush and the bar can be automatically adjusted with high precision.
  • the back main shaft has a holding jig that holds the bar material that can be attached and detached.
  • the holding jig attached to the main spindle holds the bar, so even if the back spindle cannot directly hold the bar, you can indirectly hold the bar by selecting a holding jig that is compatible with the bar. It can be held on the back main shaft.
  • the machine tool engages with the adjustment nut of the rotary guide bush facing the front main shaft.
  • the rotating jig that rotates the adjustment nut is attached to the bar between the front main shaft and the rotary guide bush, so the back main shaft holds the bar and the rotating jig is engaged with the adjusting nut.
  • the adjustment nut of the rotary guide bushing rotates, so the gap between the rotary guide bush and the bar can be automatically adjusted with high precision.
  • the step of measuring the rotation angle of the front spindle drive motor caused by rotating the back spindle with an encoder the step of measuring the rotation angle of the front spindle drive motor caused by rotating the back spindle, and and a step of rotating the back main shaft around the rotation axis and rotating the guide bush body relative to the adjustment nut so as to achieve the determined clearance adjustment amount.
  • the variation in the rotation angle of the freely rotatable front spindle is based only on the rotation of the bar as the back spindle rotates.
  • the S/N ratio is higher and the rotary guide
  • the gap between the rotary guide bush and the bar can be automatically adjusted with high precision.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an automatic lathe that is an embodiment of a machine tool according to the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a rotary guide bush, a front main shaft, and a back main shaft.
  • FIG. 3 is a perspective view of the adjustment nut shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 is a perspective view of the holding jig shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 is a perspective view of the rotating jig shown in FIG. 2;
  • 6A is a flowchart showing the preparation process shown in FIG. 6A. Flowchart showing the gap adjustment process shown in FIG. 6A.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the front main shaft is advanced and the rotating jig and the adjustment nut are engaged.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the rotation jig and the adjustment nut are disengaged.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of the rotating jig and bar material shown in FIG. 8 viewed from behind.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the back main shaft is retreated and the rotation jig and the adjustment nut are engaged.
  • the present invention includes a front main shaft that rotatably holds a bar, a front main shaft drive motor that rotationally drives the front main shaft, an encoder that detects the rotation angle of the front main shaft drive motor, and a guide bush in front of the front main shaft.
  • a rotary guide bush which is installed on a support stand and extends from the front spindle, supports the bar by allowing it to rotate around the rotation axis and move in the direction of the rotation axis, and also rotates in synchronization with the front spindle, and a rotary guide bush that is arranged opposite to the front spindle.
  • a machine tool that is equipped with a back spindle that rotatably holds a bar, a back spindle drive motor that rotationally drives the back spindle, and a control device that controls the operations of the front spindle and the back spindle, the machine tool being a rotary guide.
  • a guide bush holder in which the bush is fixed to a guide bush support base, and a guide bush that supports the bar by allowing it to rotate around the rotation axis and move in the direction of the rotation axis while being rotatable relative to the guide bush holder.
  • the control device includes a main body, and an adjustment nut that rotates the guide bush main body to adjust the size of the gap when adjusting the gap between the bar and the guide bush main body, and is screwed into the guide bush main body. It has a guide bush opening determining section that determines the gap adjustment amount based on the rotation angle of the front spindle when the back spindle is rotated with the back spindle holding the bar and the front spindle drive motor not being excited. Any specific embodiment may be used as long as the gap between the rotary guide bush and the bar is automatically adjusted.
  • a front spindle that rotatably holds the bar
  • a front spindle drive motor that rotationally drives this front spindle
  • an encoder that detects the rotation angle of this front spindle drive motor
  • a guide bush support stand in front of the front spindle.
  • a rotary guide bush that supports the bar extending from the front main shaft by allowing it to rotate around the rotation axis and move in the direction of the rotation axis, and also rotates in synchronization with the front main shaft
  • the rotary guide bush is equipped with a back spindle that rotatably holds the material, a back spindle drive motor that rotationally drives the back spindle, and a control device that controls the operations of the front spindle and the back spindle.
  • a guide bush holder to be fixed, a guide bush main body that supports the bar by allowing rotation around the rotation axis and movement in the direction of the rotation axis while being rotatable with respect to the guide bush holder, and the bar and the guide bush.
  • a control method for a machine tool that rotates the guide bush main body to adjust the gap size with the main body and has an adjustment nut that is screwed into the guide bush main body.
  • a step of determining the amount of gap adjustment based on the angle a step of rotating the back main shaft around the rotation axis to rotate the guide bush body relative to the adjustment nut so as to achieve the determined amount of gap adjustment; Any specific embodiment may be used as long as the gap between the rotary guide bush and the rod is automatically adjusted.
  • FIGS. 1 to 10B a machine tool 100 that is an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 10B.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an automatic lathe, which is an embodiment of a machine tool according to the present invention.
  • the machine tool 100 is an automatic lathe, and as shown in FIG. 1, includes a bed 110 placed on a floor F and having a rectangular shape in plan view.
  • a bed 110 placed on a floor F and having a rectangular shape in plan view.
  • the direction perpendicular to the bed 110 will be referred to as the "Y direction”
  • the longitudinal direction of the bed 110 in plan view will be referred to as the "Z direction”
  • the lateral direction of the bed 110 in plan view will be referred to as the "X direction.”
  • the bed 110 includes a front main shaft 120 that rotatably holds the bar material W, a front main shaft feeding mechanism 130 that feeds the front main shaft 120 in the Z1 direction parallel to the Z direction, and a front main shaft 120 that rotates the bar material W advanced from the front main shaft 120.
  • a rotary guide bush 140 that supports rotation about the rotation axis L and movement in the direction of the rotation axis L, a guide bush support 150 that is installed in front of the front main shaft 120 and supports the rotary guide bush 140, and a front A back main shaft 160 that is arranged to face the main shaft 120 and the rotary guide bush 140 and rotatably holds the bar W; and a back main shaft that sends the back main shaft 160 in the Z2 direction parallel to the Z direction and in the X2 direction parallel to the X direction.
  • a feeding mechanism 170 is placed therein.
  • the front main shaft 120 and the bar W can move forward and backward in the Z1 direction
  • "forward” in the front main shaft 120 and the bar W means the direction in which the front main shaft 120 and the bar W approach the back main shaft 160
  • “Backward” in the front main shaft 120 and the bar W means the direction in which the front main shaft 120 and the bar W move away from the back main shaft 160
  • "front” in the rotary guide bush 140 means a direction in which the rotary guide bush 140 approaches the back main shaft 160
  • “rear” in the rotary guide bush 140 means a direction in which the rotary guide bush 140 moves away from the back main shaft 160. do.
  • the back main shaft 160 is movable forward and backward in the X2 direction as well as in the Z2 direction, and "forward" in the back main shaft 160 means the direction in which the back main shaft 160 approaches the front main shaft 120. "Backwards” means the direction in which the back main axis 160 moves away from the front main axis 120.
  • the bar material W to be machined by the machine tool 100 is a long workpiece in the shape of a round bar, and is fed from the rear end of the front main spindle 120 using a push arrow of a bar feeder (not shown), and is fed through the front main spindle 120. It is rotatably supported around the rotation axis L by the rotary guide bush 140 and sent toward the back main shaft 160. Note that a finger chuck for gripping the rear end of the bar material W is provided at the tip of the push arrow of the bar feeder.
  • the machine tool 100 also includes a control device 180 that controls the operations of the front spindle 120 and the back spindle 160.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the rotary guide bush, the front main shaft, and the back main shaft
  • FIG. 3 is a perspective view of the adjustment nut shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is a perspective view of the holding jig shown in FIG. 5 is a perspective view of the rotating jig shown in FIG. 2.
  • the front spindle 120 includes a headstock 121 that is mounted on the front spindle feed mechanism 130 and is movable in the Z1 direction, a front spindle main body 122 that is rotatably supported by the headstock 121, and a front spindle main body 122 that is rotatably supported by the headstock 121. It has a front main shaft drive motor 123 that rotationally drives the front main shaft main body 122, and an encoder 124 that detects the rotation angle of the front main shaft drive motor 123.
  • the front spindle main body 122 is supported by the headstock 121 with the Z1 direction shown in FIG. 1 as its axis, and as shown in FIG. It is possible.
  • the chuck 122a is arranged concentrically with the front main shaft body 122 and rotates together with the front main shaft main body 122. That is, the rotation axis L of the bar W coincides with the rotation center of the front main shaft 120.
  • a timing pulley 122b around which a timing belt V1 is wound is provided at the front end portion of the front main shaft body 122.
  • the front main shaft drive motor 123 is a so-called “electric motor” that has a stator and a rotor, generates a magnetic field by changing the rotation of either of them, and generates a driving force by changing the magnetic field.
  • the front spindle feed mechanism 130 includes a Z1 rail 131 fixed to the bed 110 and extending in the Z1 direction, a Z1 slider 132 attached to the Z1 rail 131 and slidable along the Z1 direction, and a Z1 slider 132 that slides. Z1 motor 133.
  • a headstock 121 of the front spindle 120 is installed on the Z1 slider 132.
  • this front main shaft feeding mechanism 130 is provided with a counter shaft 134 that is freely rotatable.
  • a main shaft side timing pulley 134a around which the timing belt V1 is wound, and a rotary guide bush side timing pulley 134b around which the timing belt V2 is wound are attached to the counter shaft 134. Therefore, when the front main shaft body 122 is rotationally driven by the front main shaft drive motor 123, the counter shaft 134 rotates via the timing belt V1.
  • Rotary guide bush As shown in FIG. 1, the rotary guide bush 140 is inserted into a guide bush support 150 having a rotary guide bush insertion hole 150a concentric with the front main shaft 120.
  • the rotary guide bush 140 includes a hollow cylindrical guide bush holder 141 that is inserted and fixed into the rotary guide bush insertion hole 150a of the guide bush support 150, and the guide bush holder 141.
  • a guide bush sleeve 142 inserted into the guide bush holder 141, a bearing 143 that is disposed between the guide bush holder 141 and the guide bush sleeve 142 and rotatably supports the guide bush sleeve 142 with respect to the guide bush holder 141;
  • a cylindrical guide bush main body 144 inserted into the sleeve 142, an adjustment nut 145 screwed into a male thread 144a formed at the rear end portion of the guide bush main body 144, and an adjustment nut 145 inserted into the rear end side of the guide bush holder 141.
  • timing pulley 146 that is rotatable relative to the guide bush holder 141; a retaining nut 147 that engages with the guide bush sleeve 142 to prevent the timing pulley 146 from coming off; It has a flange 148 that prevents the pulley 146 from coming off.
  • the guide bush holder 141 includes a hollow cylindrical guide bush holder main body 141a that is inserted into the rotary guide bush insertion hole 150a of the guide bush support stand 150, and a guide bush holder that is attached to the rear end side of the guide bush holder main body 141a. It has an annular bearing presser 141b that positions the bearing 143 in the front-rear direction together with the main body 141a.
  • a taper 142a is formed on the inner peripheral side of the front end portion of the guide bush sleeve 142, and the inner diameter gradually decreases toward the rear.
  • the guide bush sleeve 142 also has a through hole 142c formed in the radial direction into which a set screw 142b is screwed. Furthermore, a key 142d that engages with the timing pulley 146 is embedded in the outer peripheral side of the rear end portion of the guide bush sleeve 142.
  • the guide bush main body 144 supports and guides the bar W held by the front main shaft 120 so as to allow rotation around the rotation axis L and movement in the direction of the rotation axis L.
  • a slot 144b extending in the Z direction is formed in the front end portion of the guide bush main body 144.
  • a taper 144c corresponding to the taper angle of the taper 142a of the guide bush sleeve 142 is formed on the outer peripheral side of the front end portion of the guide bush main body 144, the outer diameter of which gradually decreases toward the rear.
  • a groove 144d extending rearward is formed at the rear of this taper 144c. This groove 144d is formed to become gradually deeper toward the rear, and extends until it reaches the male thread 144a.
  • a set screw 142b screwed into the through-hole 142c of the guide bushing sleeve 142 is inserted into the groove 144d. Therefore, the set screw 142b and the groove 144d are engaged, and the guide bush main body 144 can move forward and backward relative to the guide bush sleeve 142 only in the Z direction, and the guide bush main body 144 is moved along the rotation axis L axis together with the guide bush sleeve 142. It can be rotated around. That is, the guide bush main body 144 becomes rotatable with respect to the guide bush holder 141 when the set screw 142b and the groove 144d are engaged.
  • the adjustment nut 145 (also referred to as a drawbar) has a hollow cylindrical shape, is provided at the rear of the guide bush main body 144, and is rotatable with respect to the guide bush sleeve 142. As shown in FIG. 2, a female thread 145a with a predetermined pitch is formed on the inner circumferential side of the front end portion of the adjustment nut 145. It matches.
  • the guide bush main body 144 moves forward and backward relative to the guide bush sleeve 142.
  • the taper 144c is pushed by the taper 142a, and the front end portion of the guide bush main body 144 is bent toward the bar W side by the slot 144b, so that the guide bush The opening degree of the front end portion of the main body 144 becomes smaller.
  • the amount of displacement of the guide bush main body 144 in this embodiment (the opening degree of the rotary guide bush 140 and the opening degree of the front end portion of the guide bush main body 144) is determined by the amount of rotation with respect to the adjustment nut 145.
  • the adjustment nut 145 can rotate the guide bush main body 144 to adjust the size of the gap.
  • a plurality (for example, three) of engagement holes 145b1 are formed in the rear surface 145b of the adjustment nut 145.
  • the timing pulley 146 has a cylindrical shape, and is rotatably inserted into the rear end side of the bearing retainer 141b of the guide bush holder 141, as shown in FIG.
  • a keyway 146a that engages with a key 142d of the guide bushing sleeve 142 is formed on the inner peripheral side of the front end portion of the timing pulley 146. Further, a belt positioning groove 146b is formed on the outer periphery of the timing pulley 146, and a timing belt V2 is wound around the belt positioning groove 146b.
  • the counter shaft 134 also rotates due to the timing belt V1
  • the rotary guide bush side timing pulley 134b also rotates, so the timing pulley 146 of the rotary guide bush 140 rotates via the timing belt V2.
  • the guide bush sleeve 142 rotates via the key 142d
  • the guide bush main body 144 rotates via the set screw 142b. That is, the guide bush main body 144 rotates synchronously with the front main shaft 120, that is, rotates around the rotation axis L at the same rotational speed as the front main shaft 120.
  • a female thread formed on the inner circumferential side of the retaining nut 147 is threadedly engaged with a male thread formed on the outer circumferential side of the rear end portion of the guide bushing sleeve 142.
  • the female thread of the retaining nut 147 and the male thread of the guide bushing sleeve 142 are screwed together to prevent the timing pulley 146 from coming off rearward, as shown in FIG.
  • the flange 148 is an annular member, and as shown in FIG. 2, is fixed to the guide bush support base 150 with fixing bolts B.
  • Guide bush support stand 150 is fixed to bed 110. As shown in FIG. 1, this guide bush support stand 150 houses therein a rotary guide bush side timing pulley 134b attached to the tip of the counter shaft 134 of the front main shaft feeding mechanism 130.
  • a tool rest moving mechanism 151 on which a tool rest 152 is mounted is provided on the back main shaft 160 side of this guide bush support stand 150.
  • the turret moving mechanism 151 is capable of moving the turret 152 in the X direction and the Y direction.
  • a cutter 152a is mounted on the tool rest 152 with its tip facing the rotation axis L. Therefore, by moving the front main shaft 120 in the direction of the rotation axis L and moving the tool rest 152 in the X direction or the Y direction, the bar material W can be processed with the cutter 152a.
  • the back spindle 160 includes a headstock 161 that is mounted on a back spindle feed mechanism 170 and is movable in the Z2 direction and the X2 direction, and a back spindle main body 162 that is rotatably supported by the headstock 161. and a back main shaft drive motor 163 that rotationally drives this back main shaft main body 162.
  • the back spindle main body 162 is supported by the headstock 161 with the axis in the Z2 direction parallel to the Z1 direction shown in FIG. 1, and rotatably grips (holds) the bar W via the chuck 162a, as shown in FIG. It is possible.
  • the chuck 162a is configured concentrically with the back main shaft body 162, and is freely rotatable together with the back main shaft main body 162.
  • a holding jig 164 for holding the bar W is removably attached to the chuck 162a.
  • this holding jig 164 includes a C-shaped annular spindle mounting tool 164a attached to the back spindle main body 162, and a C-shaped annular bar holder 164b that holds the bar W. , and a connecting bolt 164c that connects the main shaft mounting tool 164a and the bar holder 164b, and is a C-shaped member when viewed from the front main shaft 120 side.
  • the spindle mounting tool 164a has an inner diameter that is approximately equal to the outer diameter of the back spindle main body 162.
  • the main shaft mounting tool 164a has a tightening bolt 164d inserted into a through hole formed in a direction perpendicular to the circumferential direction of the main shaft mounting tool 164a, and a screw hole facing the through hole. It is tightened to the back main shaft main body 162 by screwing it together with the main shaft body 162. Thereby, the spindle mounting tool 164a rotates integrally with the back spindle main body 162.
  • a through hole extending in the Z2 direction is formed in the bar holder 164b.
  • the bar holder 164b is integrated with the main shaft mounting tool 164a by inserting the coupling bolt 164c through this through hole and screwing into a screw hole formed in the front surface 164a1 of the main shaft mounting tool 164a.
  • the inner diameter ⁇ of the bar holder 164b is variable, as shown in FIG.
  • the inner diameter of the bar holder 164b is such that the adjustment bolt 164e is inserted into a through hole formed in a direction perpendicular to the circumferential direction of the bar holder 164b and screwed into a screw hole 164b1 facing the through hole. is adjusted.
  • the back main shaft feeding mechanism 170 is composed of an X2 direction feeding structure 171 placed on the bed 110 and a Z2 direction feeding structure 172 placed on this X2 direction feeding structure 171. .
  • the X2 direction feeding structure 171 includes an X2 rail 171a that is fixed to the bed 110 and extends in the X2 direction, an X2 slider 171b that is attached to the X2 rail 171a and is slidable along the X2 direction, and slides the X2 slider 171b. It has an X2 motor 171c.
  • the Z2 direction feeding structure 172 includes a Z2 rail 172a fixed to the X2 slider 172 and extending in the Z2 direction, a Z2 slider 172b attached to the Z2 rail 172a and slidable along the Z2 direction, and a Z2 slider 172b that slides the Z2 slider 172b. It has a Z2 motor 172c to A headstock 161 of the back spindle 160 is installed on the Z2 slider 172b.
  • Control device The rotation of the front spindle 120 and the back spindle 160 and the movement of the front spindle feed mechanism 130 and the back spindle feed mechanism 170 are controlled by a control device 180.
  • the control device 180 includes a control unit 181 and an input unit 182, which are connected via a bus.
  • the control unit 181 includes a CPU, a memory, etc., and loads various programs and data stored in, for example, a ROM into a RAM, and executes the programs. That is, the operation of the machine tool 100 is controlled by a program loaded into the control unit 181. Note that the rotation of the front spindle 120 and the back spindle 160, the movement of the front spindle feed mechanism 130 and the back spindle feed mechanism 170, etc. can be set by a program or by input to the input unit 182.
  • control unit 181 includes a motor control section 181a, a guide bush opening determining section 181b, and a data table 181c.
  • the motor control unit 181a controls the front main shaft drive motor 123, the back main shaft drive motor 163, and the Z2 motor 172c. Control behavior.
  • the guide bush opening determining unit 181b determines the adjustment amount of the gap between the bar W and the guide bush main body 144 based on the rotation angle of the front main shaft drive motor 123 measured by the encoder 124 and with reference to the data table 181c. do.
  • the guide bush opening determination unit 181b estimates the size of the gap between the bar W and the guide bush main body 144 based on the rotation angle of the front main shaft drive motor 123, and estimates the size of this gap.
  • the amount of difference between the value and the optimum gap size is calculated, and the amount of rotation of the back main shaft 160, that is, the amount of adjustment of the gap between the bar material W and the guide bush main body 144 is determined based on this amount of difference.
  • the data table 181c stores correspondence data between the rotation angle of the front main shaft drive motor 123 and the size of the gap between the bar W and the guide bush main body 144, depending on the material, diameter, etc. of the bar W.
  • the machine tool 100 includes a rotating jig 190 that rotates an adjustment nut 145 that adjusts the size of the gap between the bar W and the guide bush main body 144.
  • the rotating jig 190 has a C-shaped annular shape as shown in FIG. 5, and a bar W is inserted therein as shown in FIG.
  • the rotating jig 190 has a variable inner diameter, similar to the bar holder 164b.
  • the inner diameter of the rotating jig 190 is adjusted by inserting a tightening bolt 191 into a through hole formed in a direction perpendicular to the circumferential direction of the rotating jig 190 and screwing it into a screw hole 190a facing the through hole. Ru.
  • an engagement pin 192 that engages with the engagement hole 145b1 of the adjustment nut 145 of the rotary guide bush 140 is provided on the front surface 190b of the rotating jig 190.
  • FIG. 6A is a flowchart showing the procedure for adjusting the size of the gap between the bar and the rotary guide bush
  • FIG. 6B is a flowchart showing the preparation process shown in FIG. 6A
  • FIG. 6C is a flowchart showing the gap adjustment process shown in FIG. 6A.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing a state in which the bar is inserted into the front main shaft
  • FIG. 7B is a schematic diagram in which the bar is inserted up to the rotary guide bush
  • FIG. 7C is a schematic diagram in which the front main shaft is advanced.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which the rotating jig and the adjusting nut are engaged
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which the rotating jig and the adjusting nut are disengaged
  • FIG. 10A is a schematic diagram showing the rotating jig and the bar material shown in FIG.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a process of adjusting the size of the gap between the bar and the guide bush main body by rotating the back main shaft. Note that the procedure shown below is just an example, and the adjustment of the size of the gap between the bar material W and the guide bush main body 144 is not limited to the following procedure.
  • Step S10 First, the machine tool 100 performs a preparation process shown in FIG. 6B.
  • Step S11 In the preparation process, the bar material W is inserted from the rear end of the front main shaft 120 using a push arrow of a bar feeder (not shown) (see FIG. 7A), and then inserted into the rotating jig 190 and the rotary guide bush 140 in this order. At this time, the rotation center of the back main shaft 160 is made to coincide with the rotation center of the front main shaft 120 and the rotation center of the rotary guide bush 140.
  • Step S12 Next, as shown in FIG. 7B, the rotating jig 190 is tightened and fixed to the bar W, and the rotating jig 190 and the bar W are rotated around the rotation axis L as a unit. Note that when fixing the rotating jig 190 to the bar W, the distance D1 from the rotating jig 190 to the adjustment nut 145 of the rotary guide bush 140 is greater than the distance D2 from the bar W to the holding jig 164 of the back main shaft 160. It's getting longer.
  • Step S13 Next, the bar W is pushed out until the engagement pin 192 of the rotating jig 190 is inserted into the engagement hole 145b1 of the adjustment nut 145 of the rotary guide bush 140.
  • the orientation of the adjustment nut 145 that is, the orientation of the guide bush main body 144, is determined in a predetermined direction. It will be done.
  • the distance D1 from the rotation jig 190 to the adjustment nut 145 of the rotary guide bush 140 is Since the distance from the bar W to the holding jig 164 of the back main shaft 160 is longer than the distance D2, if the inner diameter ⁇ of the holding jig 164 of the back main shaft 160 is made sufficiently large, the bar W can be moved as shown in FIG. 7C. It is inserted into the holding jig 164 of the back main shaft 160.
  • Step S14 Next, in this state, the holding jig 164 is tightened to the bar W by the adjustment bolt 164e of the holding jig 164 of the back main shaft 160, and is gripped (held) by the back main shaft 160.
  • Step S15 Next, the excitation of the front main shaft drive motor 123 of the front main shaft 120, which is an electric motor, is cut off, and the back main shaft 160 is advanced toward the rotary guide bush 140 until the rotary jig 190 is disengaged from the adjustment nut 145. Set it to the state shown in .
  • Step S20 Next, in this state, the back main shaft 160 is rotated by a predetermined angle in a predetermined direction. That is, as shown in FIG. 9, the back main shaft 160 is rotated to rotate the bar W by a predetermined angle ⁇ from the reference angular position P to the angular position P1.
  • Step S21 when the excitation of the front main shaft drive motor 123 is cut off, the rotation of the timing pulley 146 of the rotary guide bush 140 rotates the front main shaft drive motor 123 of the front main shaft 120 via the timing belts V1 and V2. I can do it.
  • the bar W and the guide bush main body 144 may cause the guide bush main body 144 to rotate with the bar W.
  • the guide bush sleeve 142 which is integrated with the guide bush main body 144 by a set screw 142b, rotates, and the timing pulley 146 engages with a key 142d embedded in the guide bush sleeve 142. rotates.
  • the rotation of the timing pulley 146 is transmitted from the timing belt V2 to the counter shaft 134, from the counter shaft 134 to the timing belt V1, from the timing belt V1 to the front main shaft body 122 of the front main shaft 120, and from the front main shaft main shaft 122 to the front main shaft drive motor 123.
  • the front main shaft drive motor 123 rotates.
  • the bar W and the guide bush main body 144 may There may be no contact and the guide bush main body 144 may not rotate.
  • step S21 it is determined whether the rotation angle of this front main shaft drive motor 123 is within a predetermined angle range.
  • the gap between the bar W and the guide bush main body 144 is assumed to be the optimum gap size, and the gap between the bar W and the guide bush main body 144 is The adjustment of the size of the gap with 144 is completed.
  • step S22 the size of the gap between the bar material W and the guide bush main body 144 is adjusted. Furthermore, if the rotation angle of the front main shaft drive motor 123 exceeds the upper limit of the predetermined angle range, the size of the gap between the bar W and the guide bush body 144 is too small. Since it is necessary to adjust the size of the gap, the process proceeds to step S22, and the size of the gap between the bar material W and the guide bush main body 144 is adjusted.
  • Step S22 First, the back main shaft 160 is rotated to rotate the bar W from the angular position P1 until it returns to the reference angular position P (that is, reverse rotation to step S20). After that, the process proceeds to step S30, and the size of the gap between the bar material W and the guide bush main body 144 is adjusted.
  • Step S31 First, the back main shaft 160 is moved backward until the rotating jig 190 is inserted into the adjustment nut 145 of the rotary guide bush 140, resulting in the state shown in FIG. 10A.
  • Step S32 Next, the front main shaft drive motor 123 is excited. As a result, a holding torque acts on the front main shaft drive motor 123, and this holding torque affects the timing pulley 146 of the rotary guide bush 140, so that even if an attempt is made to rotate the timing pulley 146, it will not rotate.
  • Step S33 In this state, as shown in FIG. 10B, while the bar W is held by the back main shaft 160, the back main shaft 160 is rotated by a predetermined amount in a predetermined direction based on the output result from the guide bush opening determining section 181b. This rotation of the back main shaft 160 rotates the bar W, and a rotating jig 190 fixed to the bar W is rotated by a predetermined amount in a predetermined direction.
  • the guide bush sleeve 142 that is engaged with the timing pulley 146 through the key 142d and the guide bush main body 144 that is engaged with this guide bush sleeve 142 through the set screw 142b also do not rotate. .
  • Step S34 After the size of the gap between the bar W and the guide bush main body 144 changes by a predetermined amount, the back main shaft 160 is advanced to disengage the rotating jig 190 from the adjustment nut 145 of the rotary guide bush 140, and the process returns to step S20. .
  • the holding jig 164 that holds the bar W is detachably attached to the back main shaft 160, the holding jig 164 attached to the back main shaft 160 holds the bar W. Even if the material W cannot be directly held, the bar W can be indirectly held on the back main shaft 160 by selecting a holding jig 164 that corresponds to the bar W.
  • a rotating jig 190 that engages with and rotates the adjustment nut 145 of the rotary guide bush 140 facing the front main shaft 120 is attached to the bar W between the front main shaft 120 and the rotary guide bush 140.
  • the rotary guide bush 140 is rotated by the back main shaft 160 rotating the bar W while the back main shaft 160 holds the bar W and the rotating jig 190 is engaged with the adjustment nut 145. Since the adjustment nut 145 rotates, the gap between the rotary guide bush 140 and the bar W can be automatically adjusted with high precision.
  • the front spindle drive motor 123 was mounted on the headstock 121, but the front spindle drive motor does not need to be provided on the headstock; for example, it may be mounted on a bed to operate the transmission mechanism.
  • the front spindle main body may be rotationally driven through the main shaft. Note that the same applies to the rear main shaft drive motor.
  • the front main shaft 120 and the rotary guide bush 140 may be electrically connected so that the front main shaft 120 and the rotary guide bush 140 rotate synchronously.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an automatic lathe that is a modified example of the machine tool according to the present invention
  • a machine tool 100A that is a modified example of the present invention has an encoder 124 like the machine tool 100 described above.
  • a rotary guide bush drive motor 149 for rotating the guide bush main body 144 of the rotary guide bush 140 is provided on the bed 110 without providing the counter shaft 134, and a timing provided at the tip of the rotary guide bush drive motor 149 is provided.
  • the timing belt V2 is wrapped around the pulley.
  • the rotary guide bush drive motor 149 is an electric motor like the front main shaft drive motor 123, and has an encoder 149a that detects the rotation angle of the rotary guide bush drive motor 149.
  • the motor control unit 181a of the control device 180 controls not only the operation of the front main shaft drive motor 123 but also the operation of the rotary guide bush drive motor 149. In this modification, the motor control unit 181a synchronizes the rotational drive of the front main shaft drive motor 123 and the rotational drive of the rotary guide bush drive motor 149.
  • the size of the gap between the bar W and the rotary guide bush 140 is adjusted by detecting the rotation angle of the rotary guide bush drive motor 149 instead of the front main shaft drive motor 123.
  • the detection target is the rotation angle of the rotary guide bush drive motor 149
  • the target to be excited in step S32 is the rotary guide bush drive motor 149.
  • the procedure is the same as the procedure for adjusting the size of the gap between the bar W and the rotary guide bush 140 using the machine tool 100 described above.
  • the machine tool 100A configured in this way, when the back spindle 160 is rotated in a state where the bar W is held by the back spindle 160 and the rotary guide bush drive motor 149 and the front spindle drive motor 123 are not excited.
  • the guide bush opening determining section 181b that determines the amount of gap adjustment based on the rotation angle of the rotary guide bush drive motor 149, the rotation is made when the back main shaft 160 holding the bar material W is rotationally driven. Since the rotation angle of the rotary guide bush drive motor 149, which is freely adjustable, is based only on the rotation of the bar W accompanying the rotational drive of the back main shaft 160, the back main shaft holding the bar W is driven by the back main shaft drive motor.
  • the S/N ratio is increased, and the opening degree of the rotary guide bush 140 is adjusted using the adjustment nut. 145 and the rotary guide bush 140 rotates synchronously with the front main shaft 120, the gap between the rotary guide bush 140 and the bar W can be automatically adjusted with high precision with a simple structure.
  • Machine tool 100 100A... Machine tool 110... Bed 120... Front spindle 121... Headstock 122... Front spindle body 122a... Chuck 122b... Timing pulley 123... ⁇ Front spindle drive motor 124 ... Encoder 130 ... Front spindle feed mechanism 131 ... Z1 rail 132 ... Z1 slider 133 ... Z1 motor 134 ... Counter shaft 134a ... Main shaft side timing pulley 134b...Rotary guide bush side timing pulley 140...Rotary guide bush 141...Guide bush holder 141a...Guide bush holder main body 141b...Bearing retainer 142...Guide bush sleeve 142a...Taper 142b... Set screw 142c...

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Abstract

ロータリーガイドブッシュの開度が調整ナットにより調整されるとともにロータリーガイドブッシュが正面主軸と同期回転する構造の場合に、ロータリーガイドブッシュと棒材との隙間を自動的に調整する工作機械および工作機械の制御方法を提供すること。 ロータリーガイドブッシュ140が、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間を調整する際にガイドブッシュ本体144を回転させて隙間の大きさを調整すると共にガイドブッシュ本体144と螺合した調整ナット145とを有し、制御装置180が、背面主軸160で棒材Wを保持して正面主軸駆動モーター123を励磁させない状態で背面主軸160を回転させた際の正面主軸120の回転角度に基づいて隙間の調整量を決定するガイドブッシュ開度決定部181bを有している。

Description

工作機械および工作機械の制御方法
 本発明は、棒材とロータリーガイドブッシュとの隙間を調整する工作機械および工作機械の制御方法に関する。
 従来、主軸の前方に配置されて主軸で保持した棒材を支持して案内するガイドブッシュを備えた工作機械が知られている。
 そして、棒材を安定して加工精度良く加工するには、棒材とガイドブッシュとの隙間の大きさの調整(ガイドブッシュの開度調整ともいう)が必要であり、このガイドブッシュの開度調整を自動的に行う技術が知られている(例えば、特許文献1)。
特開平7-328804号公報
 特許文献1に記載の工作機械は、ガイドブッシュの開度を調整する場合に、ガイドブッシュに螺合する調整ナット(ドローバーともいう)が用いられている。
 ここで、特許文献1はガイドブッシュが主軸と同期回転していないが、ガイドブッシュへの棒材の焼き付きを避けることに加え、棒材の表面性状の悪化を避けるためにガイドブッシュを主軸と同期回転させるロータリーガイドブッシュの場合にも、棒材を安定して加工精度良く加工するために、ロータリーガイドブッシュと棒材との隙間を自動的に調整することが望ましい。
 そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、ロータリーガイドブッシュの開度が調整ナットにより調整されるとともにロータリーガイドブッシュが正面主軸と同期回転する構造の場合に、ロータリーガイドブッシュと棒材との隙間を自動的に調整する工作機械および工作機械の制御方法を提供することである。
 請求項1に係る発明は、棒材を回転自在に保持する正面主軸と、該正面主軸を回転駆動させる正面主軸駆動モーターと、該正面主軸駆動モーターの回転角度を検出するエンコーダーと、前記正面主軸の前方でガイドブッシュ支持台に設置されて前記正面主軸から進出した前記棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持すると共に前記正面主軸と同期回転するロータリーガイドブッシュと、前記正面主軸に対向配置されて前記棒材を回転自在に保持する背面主軸と、該背面主軸を回転駆動させる背面主軸駆動モーターと、前記正面主軸および前記背面主軸の動作を制御する制御装置とを備えた工作機械であって、前記ロータリーガイドブッシュが、前記ガイドブッシュ支持台に固定されるガイドブッシュホルダと、該ガイドブッシュホルダに対して回転自在としつつ前記棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持するガイドブッシュ本体と、前記棒材と前記ガイドブッシュ本体との隙間を調整する際に前記ガイドブッシュ本体を回転させて前記隙間の大きさを調整すると共に前記ガイドブッシュ本体と螺合する調整ナットとを有し、前記制御装置が、前記背面主軸で前記棒材を保持して前記正面主軸駆動モーターを励磁させない状態で前記背面主軸を回転させた際の前記正面主軸の回転角度に基づいて前記隙間の調整量を決定するガイドブッシュ開度決定部を有していることにより、前述した課題を解決するものである。
 請求項2に係る発明は、請求項1に記載された工作機械の構成に加えて、前記背面主軸が、前記棒材を保持する保持治具を着脱自在であることにより、前述した課題を解決するものである。
 請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載された工作機械の構成に加えて、前記正面主軸と対向する前記ロータリーガイドブッシュの調整ナットと係合して該調整ナットを回転させる回転治具が、前記正面主軸と前記ロータリーガイドブッシュとの間で前記棒材に装着されていることにより、前述した課題をさらに解決するものである。
 請求項4に係る発明は、棒材を回転自在に保持する正面主軸と、該正面主軸を回転駆動させる正面主軸駆動モーターと、該正面主軸駆動モーターの回転角度を検出するエンコーダーと、前記正面主軸の前方でガイドブッシュ支持台に設置されて前記正面主軸から進出した前記棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持すると共に前記正面主軸と同期回転するロータリーガイドブッシュと、前記正面主軸に対向配置されて前記棒材を回転自在に保持する背面主軸と、該背面主軸を回転駆動させる背面主軸駆動モーターと、前記正面主軸および前記背面主軸の動作を制御する制御装置とを備え、前記ロータリーガイドブッシュが、前記ガイドブッシュ支持台に固定されるガイドブッシュホルダと、該ガイドブッシュホルダに対して回転自在としつつ前記棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持するガイドブッシュ本体と、前記棒材と前記ガイドブッシュ本体との隙間を調整する際に前記ガイドブッシュ本体を回転させて前記隙間の大きさを調整すると共に前記ガイドブッシュ本体と螺合する調整ナットとを有した工作機械の制御方法であって、前記棒材を前記背面主軸で保持するステップと、前記背面主軸を回転軸回りに回転させるステップと、前記背面主軸を回転させて生じた前記正面主軸駆動モーターの回転角度を前記エンコーダーで測定するステップと、前記エンコーダーで測定した前記正面主軸の回転角度に基づいて、前記隙間の調整量を決定するステップと、決定した前記隙間の調整量となるように、前記背面主軸を回転軸回りに回転させて前記ガイドブッシュ本体を前記調整ナットに対して回転させるステップと、含むことにより、前述した課題を解決するものである。
 請求項1に係る発明の工作機械によれば、制御装置が、背面主軸で棒材を保持して正面主軸駆動モーターを励磁させない状態で背面主軸を回転させた際の正面主軸の回転角度に基づいて隙間の調整量を決定するガイドブッシュ開度決定部を有していることにより、棒材を保持した背面主軸を回転駆動させる際に回転自在となっている正面主軸の回転角度の変動が背面主軸の回転駆動に伴う棒材の回転のみに基づくため、棒材を保持した背面主軸を背面主軸駆動用モーターにより回転駆動させた際の背面主軸駆動用モーターの負荷に基づいてロータリーガイドブッシュと棒材との隙間の大きさを調整する場合に比べてSN比が高まり、ロータリーガイドブッシュの開度が調整ナットにより調整されるとともにロータリーガイドブッシュが正面主軸と同期回転する構造の場合に、ロータリーガイドブッシュと棒材との隙間を精度良く自動的に調整することができる。
 請求項2に係る発明の工作機械によれば、請求項1に係る発明の工作機械が奏する効果に加えて、背面主軸が、棒材を保持する保持治具を着脱自在であることにより、背面主軸に装着された保持治具が棒材を保持するため、背面主軸が棒材を直接保持できない場合であっても、棒材に対応した保持治具を選択することで間接的に棒材を背面主軸に保持させることができる。
 請求項3に係る発明の工作機械によれば、請求項1または請求項2に係る発明の工作機械が奏する効果に加えて、正面主軸と対向するロータリーガイドブッシュの調整ナットと係合してこの調整ナットを回転させる回転治具が、正面主軸とロータリーガイドブッシュとの間で棒材に装着されていることにより、背面主軸で棒材を保持して回転治具が調整ナットと係合した状態で、背面主軸が棒材を回転させることでロータリーガイドブッシュの調整ナットが回動するため、ロータリーガイドブッシュと棒材との隙間を精度良く自動的に調整することができる。
 請求項4に係る発明の工作機械の制御方法によれば、背面主軸を回転させて生じた正面主軸駆動モーターの回転角度をエンコーダーで測定するステップと、エンコーダーで測定した正面主軸の回転角度に基づいて、隙間の調整量を決定するステップと、決定した隙間の調整量となるように、背面主軸を回転軸回りに回転させてガイドブッシュ本体を調整ナットに対して回転させるステップとを含むことにより、棒材を保持した背面主軸を回転駆動させる際に回転自在となっている正面主軸の回転角度の変動が背面主軸の回転駆動に伴う棒材の回転のみに基づくため、棒材を保持した背面主軸を背面主軸駆動用モーターにより回転駆動させた際の背面主軸駆動用モーターの負荷に基づいてロータリーガイドブッシュと棒材との隙間の大きさを調整する場合に比べてSN比が高まり、ロータリーガイドブッシュの開度が調整ナットにより調整されるとともにロータリーガイドブッシュが正面主軸と同期回転する構造の場合に、ロータリーガイドブッシュと棒材との隙間を精度良く自動的に調整することができる。
本発明に係る工作機械の一実施例である自動旋盤の概略構成図である。 ロータリーガイドブッシュ、正面主軸および背面主軸の構成図である。 図2に示す調整ナットの斜視図。 図2に示す保持治具の斜視図。 図2に示す回転治具の斜視図。 棒材とロータリーガイドブッシュとの隙間の大きさの調整手順を示すフローチャート。 図6Aに示す準備工程を示すフローチャート。 図6Aに示す隙間調整工程を示すフローチャート。 棒材を正面主軸に挿通した状態を模式図。 棒材をロータリーガイドブッシュまで挿通した状態を模式図。 正面主軸を前進させて回転治具と調整ナットとを係合させた状態を示す模式図。 回転治具と調整ナットとの係合を解除させた状態を示す模式図。 図8に示す回転治具および棒材を後方から見た模式図。 背面主軸を後退させて回転治具と調整ナットとを係合させた状態を示す模式図。 背面主軸を回転させて棒材とガイドブッシュ本体との隙間の大きさを調整する工程を説明する模式図。 本発明に係る工作機械の変形例である自動旋盤の概略構成図である。
 本発明は、棒材を回転自在に保持する正面主軸と、この正面主軸を回転駆動させる正面主軸駆動モーターと、この正面主軸駆動モーターの回転角度を検出するエンコーダーと、正面主軸の前方でガイドブッシュ支持台に設置されて正面主軸から進出した棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持すると共に正面主軸と同期回転するロータリーガイドブッシュと、正面主軸に対向配置されて棒材を回転自在に保持する背面主軸と、この背面主軸を回転駆動させる背面主軸駆動モーターと、正面主軸および背面主軸の動作を制御する制御装置とを備えた工作機械であって、ロータリーガイドブッシュが、ガイドブッシュ支持台に固定されるガイドブッシュホルダと、このガイドブッシュホルダに対して回転自在としつつ棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持するガイドブッシュ本体と、棒材とガイドブッシュ本体との隙間を調整する際にガイドブッシュ本体を回転させて隙間の大きさを調整すると共にガイドブッシュ本体と螺合する調整ナットとを有し、制御装置が、背面主軸で棒材を保持して正面主軸駆動モーターを励磁させない状態で背面主軸を回転させた際の正面主軸の回転角度に基づいて隙間の調整量を決定するガイドブッシュ開度決定部を有し、ロータリーガイドブッシュと棒材との隙間を自動的に調整するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。
 また、棒材を回転自在に保持する正面主軸と、この正面主軸を回転駆動させる正面主軸駆動モーターと、この正面主軸駆動モーターの回転角度を検出するエンコーダーと、正面主軸の前方でガイドブッシュ支持台に設置されて正面主軸から進出した棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持すると共に正面主軸と同期回転するロータリーガイドブッシュと、正面主軸に対向配置されて棒材を回転自在に保持する背面主軸と、この背面主軸を回転駆動させる背面主軸駆動モーターと、正面主軸および背面主軸の動作を制御する制御装置とを備え、ロータリーガイドブッシュが、ガイドブッシュ支持台に固定されるガイドブッシュホルダと、このガイドブッシュホルダに対して回転自在としつつ棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持するガイドブッシュ本体と、棒材とガイドブッシュ本体との隙間を調整する際にガイドブッシュ本体を回転させて隙間の大きさを調整すると共にガイドブッシュ本体と螺合する調整ナットとを有した工作機械の制御方法であって、棒材を背面主軸で保持するステップと、背面主軸を回転軸回りに回転させるステップと、背面主軸を回転させて生じた正面主軸駆動モーターの回転角度をエンコーダーで測定するステップと、エンコーダーで測定した正面主軸の回転角度に基づいて、隙間の調整量を決定するステップと、決定した隙間の調整量となるように、背面主軸を回転軸回りに回転させてガイドブッシュ本体を調整ナットに対して回転させるステップと、を含み、ロータリーガイドブッシュと棒材との隙間を自動的に調整するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。
 以下、図1乃至図10Bに基づいて、本発明の一実施例である工作機械100について説明する。
<1.工作機械の概要>
 まず、図1乃至図5に基づいて、工作機械100の概要について説明する。
 図1は、本発明に係る工作機械の一実施例である自動旋盤の概略構成図である。
 工作機械100は、自動旋盤であり、図1に示すように、床面Fに載置された平面視で矩形状のベッド110を備えている。
 以下、ベッド110に対する垂直方向を「Y方向」とし、平面視におけるベッド110の長手方向を「Z方向」とし、平面視におけるベッド110の短手方向を「X方向」とする。
 ベッド110には、棒材Wを回転自在に保持する正面主軸120と、この正面主軸120をZ方向と平行なZ1方向に送る正面主軸送り機構130と、正面主軸120から進出した棒材Wの回転軸L回りの回転および回転軸L方向への移動を許容して支持するロータリーガイドブッシュ140と、正面主軸120の前方に設置されてロータリーガイドブッシュ140を支持するガイドブッシュ支持台150と、正面主軸120およびロータリーガイドブッシュ140に対向配置されて棒材Wを回転自在に保持する背面主軸160と、この背面主軸160をZ方向と平行なZ2方向およびX方向と平行なX2方向に送る背面主軸送り機構170とが載置されている。
 ここで、正面主軸120および棒材WはZ1方向に進退自在であり、正面主軸120および棒材Wにおける「前方」とは正面主軸120および棒材Wが背面主軸160に近づく方向を意味し、正面主軸120および棒材Wにおける「後方」とは正面主軸120および棒材Wが背面主軸160から遠ざかる方向を意味する。
 また、ロータリーガイドブッシュ140における「前方」とはロータリーガイドブッシュ140が背面主軸160に近づく方向を意味し、ロータリーガイドブッシュ140における「後方」とはロータリーガイドブッシュ140が背面主軸160から遠ざかる方向を意味する。
 そして、背面主軸160はX2方向に進退自在であると共にZ2方向に進退自在であり、背面主軸160における「前方」とは背面主軸160が正面主軸120に近づく方向を意味し、背面主軸160における「後方」とは背面主軸160が正面主軸120から遠ざかる方向を意味する。
 工作機械100の加工対象である棒材Wは丸棒状の長尺のワークであり、不図示のバーフィーダーの押し矢を用いて正面主軸120の後端から供給されて、正面主軸120を介してロータリーガイドブッシュ140で回転軸L回りに回転自在に支持されて、背面主軸160に向けて送られる。
 なお、バーフィーダーの押し矢の先端には、棒材Wの後端を把持するフィンガーチャックが設けられている。
 また、工作機械100は、正面主軸120および背面主軸160の動作を制御する制御装置180を備えている。
<2.工作機械の各構成要素>
 次に、以上説明した工作機械100の各構成要素について、図1乃至図5に基づいて詳説する。
 図2はロータリーガイドブッシュ、正面主軸および背面主軸の構成図であり、図3は図2に示す調整ナットの斜視図であり、図4は図2に示す保持治具の斜視図であり、図5は図2に示す回転治具の斜視図である。
<2.1.正面主軸>
 正面主軸120は、図1に示すように、正面主軸送り機構130に搭載されてZ1方向に移動自在な主軸台121と、この主軸台121に回転自在に支持される正面主軸本体122と、この正面主軸本体122を回転駆動させる正面主軸駆動モーター123と、この正面主軸駆動モーター123の回転角度を検出するエンコーダー124とを有している。
 正面主軸本体122は、図1に示すZ1方向を軸線として主軸台121に支持され、図2に示すように、チャック122aを介して棒材Wを回転軸L回りに回転自在に把持(保持)可能となっている。
 チャック122aは、正面主軸本体122と同心に配置され、正面主軸本体122と共に一体的に回転する。
 すなわち、棒材Wの回転軸Lは、正面主軸120の回転中心と一致する。
 また、正面主軸本体122の前端部分には、図1に示すように、タイミングベルトV1が掛け回されるタイミングプーリー122bが設けられている。
 正面主軸駆動モーター123は、固定子と回転子とを有し、どちらかが回転変化することで磁界を発生させ、その磁界の変化によって駆動力を生み出す、いわゆる「電気モーター」である。
<2.2.正面主軸送り機構>
 正面主軸送り機構130は、ベッド110に固定されてZ1方向に延びるZ1レール131と、このZ1レール131に装着されてZ1方向に沿ってスライド自在なZ1スライダー132と、このZ1スライダー132をスライドさせるZ1モーター133とを有している。
 Z1スライダー132上には、正面主軸120の主軸台121が設置されている。
 また、この正面主軸送り機構130には、自転自在なカウンター軸134が設けられている。
 このカウンター軸134には、タイミングベルトV1が掛け回される主軸側タイミングプーリー134aと、タイミングベルトV2が掛け回されるロータリーガイドブッシュ側タイミングプーリー134bとが装着されている。
 したがって、正面主軸本体122が正面主軸駆動モーター123によって回転駆動すると、タイミングベルトV1を介してカウンター軸134が回転する。
<2.3.ロータリーガイドブッシュ>
 ロータリーガイドブッシュ140は、図1に示すように、正面主軸120と同心のロータリーガイドブッシュ挿入孔150aを有するガイドブッシュ支持台150に内挿されて設置されている。
 そして、このロータリーガイドブッシュ140は、図2に示すように、ガイドブッシュ支持台150のロータリーガイドブッシュ挿入孔150aに挿入して固定される中空筒状のガイドブッシュホルダ141と、このガイドブッシュホルダ141に内挿されるガイドブッシュスリーブ142と、このガイドブッシュホルダ141とガイドブッシュスリーブ142との間に配置されてガイドブッシュスリーブ142をガイドブッシュホルダ141に対して回転自在に支持する軸受143と、ガイドブッシュスリーブ142に内挿される円筒状のガイドブッシュ本体144と、このガイドブッシュ本体144の後端部分に形成された雄ねじ144aと螺合する調整ナット145と、ガイドブッシュホルダ141の後端側に内挿されてガイドブッシュホルダ141に対して回転自在なタイミングプーリー146と、ガイドブッシュスリーブ142と係合してタイミングプーリー146の抜け止めとなる抜け止めナット147と、ガイドブッシュ支持台150に固定されてタイミングプーリー146の抜け止めとなるフランジ148とを有している。
 ガイドブッシュホルダ141は、ガイドブッシュ支持台150のロータリーガイドブッシュ挿入孔150aに挿入される中空筒状のガイドブッシュホルダ本体141aと、このガイドブッシュホルダ本体141aの後端側に装着されてガイドブッシュホルダ本体141aと共に軸受143の前後方向の位置決めを行う環状の軸受押さえ141bとを有している。
 ガイドブッシュスリーブ142の前端部分の内周側には、後方に向けて次第に内径が小さくなるテーパ142aが形成されている。
 また、このガイドブッシュスリーブ142には、止めねじ142bが螺入される貫通ねじ孔142cが半径方向に形成されている。
 さらに、ガイドブッシュスリーブ142の後端部分の外周側には、タイミングプーリー146と係合するキー142dが埋設されている。
 ガイドブッシュ本体144は、図2に示すように、正面主軸120で保持した棒材Wの回転軸L回りの回転および回転軸L方向への移動を許容するように支持して案内する。
 このガイドブッシュ本体144の前端部分には、Z方向に延びる摺り割り144bが形成されている。
 また、このガイドブッシュ本体144の前端部分の外周側には、後方に向けて次第に外径が小さくなる、ガイドブッシュスリーブ142のテーパ142aのテーパ角に対応したテーパ144cが形成されている。
 このテーパ144cの後方には、後方に向けて延びる溝144dが形成されている。
 この溝144dは、後方に向けて次第に深くなるように形成され、雄ねじ144aに達するまで延びている。
 また、この溝144dには、ガイドブッシュスリーブ142の貫通ねじ孔142cに螺入された止めねじ142bが挿入されている。
 したがって、止めねじ142bと溝144dとが係合し、ガイドブッシュ本体144がガイドブッシュスリーブ142に対してZ方向のみに進退可能となると共に、ガイドブッシュ本体144がガイドブッシュスリーブ142とともに回転軸L軸回りに回転可能となる。
 すなわち、ガイドブッシュ本体144は、止めねじ142bと溝144dとが係合すると、ガイドブッシュホルダ141に対して回転自在となる。
 調整ナット145(ドローバーともいう)は、中空筒状でありガイドブッシュ本体144の後方に設けられており、ガイドブッシュスリーブ142に対して回転自在となっている。
 この調整ナット145の前端部分の内周側には図2に示すように所定ピッチの雌ねじ145aが形成されており、この雌ねじ145aはガイドブッシュ本体144の後端部分に形成された雄ねじ144aと螺合している。
 したがって、調整ナット145を回転軸L回りに回転させることでガイドブッシュ本体144本体がガイドブッシュスリーブ142に対して進退する。
 ガイドブッシュ本体144がガイドブッシュスリーブ142に対して後退すると、テーパ144cがテーパ142aに押されて、摺り割り144bによってガイドブッシュ本体144の前端部分が棒材W側に向かって撓むため、ガイドブッシュ本体144の前端部分の開度が小さくなる。
 一方、ガイドブッシュ本体144がガイドブッシュスリーブ142に対して前進すると、テーパ142aによる押圧が解除されてガイドブッシュ本体144の前端部分が外側に拡がるため、ガイドブッシュ本体144の前端部分の開度が大きくなる。
 すなわち、本実施例におけるガイドブッシュ本体144の変位量(ロータリーガイドブッシュ140の開度、ガイドブッシュ本体144の前端部分の開度と同じ)は、調整ナット145に対する回転量で決定される。
 換言すると、調整ナット145は、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間を調整する際にガイドブッシュ本体144を回転させて隙間の大きさを調整することができる。
 また、図3に示すように、調整ナット145の後面145bには、係合穴145b1が複数(例えば3つ)形成されている。
 タイミングプーリー146は、円筒状であり、図2に示すように、ガイドブッシュホルダ141の軸受押さえ141bの後端側に回転自在に内挿されている。
 タイミングプーリー146の前端部分の内周側には、ガイドブッシュスリーブ142のキー142dと係合するキー溝146aが形成されている。
 また、タイミングプーリー146の外周には、ベルト位置決め溝146bが形成され、このベルト位置決め溝146bにはタイミングベルトV2が掛け回されている。
 したがって、正面主軸本体122が回転するとタイミングベルトV1によりカウンター軸134も回転し、ロータリーガイドブッシュ側タイミングプーリー134bも回転するため、タイミングベルトV2を介してロータリーガイドブッシュ140のタイミングプーリー146が回転し、キー142dを介してガイドブッシュスリーブ142が回転し、止めねじ142bを介してガイドブッシュ本体144が回転する。
 すなわち、ガイドブッシュ本体144は、正面主軸120と同期回転、すなわち、正面主軸120と同一の回転速度で回転軸L回りに回転する。
 抜け止めナット147の内周側に形成された雌ねじは、ガイドブッシュスリーブ142の後端部分の外周側に形成された雄ねじと螺合する。
 この抜け止めナット147の雌ねじとガイドブッシュスリーブ142の雄ねじとの螺合により、図2に示すように、タイミングプーリー146が後方側に抜けないようになっている。
 フランジ148は、円環状の部材であり、図2に示すように、固定ボルトBによりガイドブッシュ支持台150に固定されている。
<2.4.ガイドブッシュ支持台>
 ガイドブッシュ支持台150は、ベッド110に固定されている。
 そして、このガイドブッシュ支持台150には、図1に示すように、正面主軸送り機構130のカウンター軸134の先端に取り付けられたロータリーガイドブッシュ側タイミングプーリー134bを内部に収納している。
 また、このガイドブッシュ支持台150の背面主軸160側には、刃物台152を載置する刃物台移動機構151が設けられている。
 刃物台移動機構151は、刃物台152をX方向やY方向に移動可能となっている。
 刃物台152には、先端を回転軸Lに向けた刃物152aが装着されている。
 したがって、正面主軸120を回転軸L方向に移動させ、刃物台152をX方向またはY方向に移動させることによって、刃物152aで棒材Wを加工することができる。
<2.5.背面主軸>
 背面主軸160は、図1に示すように、背面主軸送り機構170に搭載されてZ2方向およびX2方向に移動自在な主軸台161と、この主軸台161に回転自在に支持される背面主軸本体162と、この背面主軸本体162を回転駆動させる背面主軸駆動モーター163とを有している。
 背面主軸本体162は、図1に示すZ1方向に平行なZ2方向を軸線として主軸台161に支持され、図2に示すように、チャック162aを介して棒材Wを回転自在に把持(保持)可能となっている。
 チャック162aは、背面主軸本体162と同心に構成され、背面主軸本体162と共に一体的に回転自在である。
 チャック162aには、図2に示すように、棒材Wを保持する保持治具164が着脱自在に取り付けられている。
 この保持治具164は、図2および図4に示すように、背面主軸本体162に取り付けられるC字環状の主軸装着具164aと、棒材Wを保持するC字環状の棒材保持具164bと、主軸装着具164aと棒材保持具164bとを結合する結合ボルト164cとから構成されており、正面主軸120側から見たときにC字状の部材となっている。
 主軸装着具164aは、図2に示すように、内径が背面主軸本体162の外径とほぼ等しくなっている。
 また、この主軸装着具164aは、図4に示すように、主軸装着具164aの周方向と直交する方向に形成された貫通孔に締付ボルト164dを挿通してこの貫通孔と対向するネジ孔と螺合させることで背面主軸本体162に締め付けられている。
 これにより、主軸装着具164aは、背面主軸本体162と一体になって回転する。
 棒材保持具164bには、Z2方向に延びる貫通孔が形成されている。
 結合ボルト164cがこの貫通孔に挿通され、主軸装着具164aの前面164a1に形成されたネジ孔と螺合することで、棒材保持具164bは主軸装着具164aと一体となっている。
 また、この棒材保持具164bがC字環であるため、図2に示すように、棒材保持具164bの内径φは可変となっている。
 この棒材保持具164bの内径は、棒材保持具164bの周方向と直交する方向に形成された貫通孔に調整ボルト164eを挿通してこの貫通孔と対向するネジ孔164b1と螺合させることで調整される。
<2.6.背面主軸送り機構>
 背面主軸送り機構170は、図1に示すように、ベッド110に載置されるX2方向送り構造171と、このX2方向送り構造171に載置されるZ2方向送り構造172とから構成されている。
 X2方向送り構造171は、ベッド110に固定されてX2方向に延びるX2レール171aと、このX2レール171aに装着されてX2方向に沿ってスライド自在なX2スライダー171bと、このX2スライダー171bをスライドさせるX2モーター171cとを有している。
 Z2方向送り構造172は、X2スライダー172に固定されてZ2方向に延びるZ2レール172aと、このZ2レール172aに装着されてZ2方向に沿ってスライド自在なZ2スライダー172bと、このZ2スライダー172bをスライドさせるZ2モーター172cとを有している。
 Z2スライダー172b上には、背面主軸160の主軸台161が設置されている。
<2.7.制御装置>
 正面主軸120や背面主軸160の回転、正面主軸送り機構130や背面主軸送り機構170の移動は、制御装置180で制御されている。
 制御装置180は、制御ユニット181と入力ユニット182とを有し、これらはバスを介して接続されている。
 制御ユニット181は、CPUやメモリ等からなり、例えばROMに格納されている各種のプログラムやデータをRAMにロードし、このプログラムを実行する。
 すなわち、工作機械100は、制御部181にロードされたプログラムにより、動作が制御される。
 なお、正面主軸120や背面主軸160の回転、正面主軸送り機構130や背面主軸送り機構170の移動等は、プログラムで、あるいは入力ユニット182への入力によって設定可能となっている。
 また、制御ユニット181は、モーター制御部181aと、ガイドブッシュ開度決定部181bと、データテーブル181cとを有している。
 モーター制御部181aは、例えば、棒材Wとロータリーガイドブッシュ140(すなわち、ガイドブッシュ本体144)との隙間を調整する際に、正面主軸駆動モーター123、背面主軸駆動モーター163、およびZ2モーター172cの動作を制御する。
 ガイドブッシュ開度決定部181bは、エンコーダー124により測定した正面主軸駆動モーター123の回転角度に基づいて、データテーブル181cを参照して、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の調整量を決定する。
 より具体的には、ガイドブッシュ開度決定部181bは、正面主軸駆動モーター123の回転角度により、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさを推定し、この隙間の大きさの推定値と最適な隙間の大きさとの差分量を算出し、この差分量に基づく背面主軸160の回転量、すなわち、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の調整量を決定する。
 データテーブル181cは、棒材Wの材質や径等に応じた、正面主軸駆動モーター123の回転角度と、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさとの対応データが保存されている。
<2.8.回転治具>
 工作機械100は、図2に示すように、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさを調整する調整ナット145を回転させる回転治具190を備えている。
 回転治具190は、図5に示すようにC字環状であり、図2に示すように棒材Wを内挿している。
 そして、この回転治具190は、棒材保持具164bと同様に、内径が可変となっている。
 回転治具190の内径は、回転治具190の周方向と直交する方向に形成された貫通孔に締め付けボルト191を挿通してこの貫通孔と対向するネジ孔190aと螺合させることで調整される。
 また、回転治具190の前面190bには、ロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145の係合穴145b1と係合する係合ピン192が配設されている。
<3.隙間調整手順>
 次に、図1乃至図10Bに基づき、本発明の一実施例である工作機械100による棒材Wとロータリーガイドブッシュ140との隙間、すなわち、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさの調整手順の一例について説明する。
 図6Aは棒材とロータリーガイドブッシュとの隙間の大きさの調整手順を示すフローチャートであり、図6Bは図6Aに示す準備工程を示すフローチャートであり、図6Cは図6Aに示す隙間調整工程を示すフローチャートであり、図7Aは棒材を正面主軸に挿通した状態を模式図であり、図7Bは棒材をロータリーガイドブッシュまで挿通した状態を模式図であり、図7Cは正面主軸を前進させて回転治具と調整ナットとを係合させた状態を示す模式図であり、図8は回転治具と調整ナットとの係合を解除させた状態を示す模式図であり、図9は図8に示す回転治具および棒材を後方から見た模式図であり、図10Aは背面主軸を後退させて回転治具と調整ナットとを係合させた状態を示す模式図であり、図10Bは背面主軸を回転させて棒材とガイドブッシュ本体との隙間の大きさを調整する工程を説明する模式図である。
 なお、以下に示す手順はあくまで一例であり、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさの調整は以下の手順に限定されるものではない。
<3.1.準備工程>
(ステップS10)
 まず、工作機械100は、図6Bに示す準備工程を行う。
 (ステップS11)
 準備工程では、棒材Wを不図示のバーフィーダーの押し矢を用いて正面主軸120の後端から挿通(図7A参照)し、回転治具190、ロータリーガイドブッシュ140の順に挿通する。
 このとき、背面主軸160の回転中心を、正面主軸120の回転中心、ロータリーガイドブッシュ140の回転中心と一致させておく。
 (ステップS12)
 次に、図7Bに示すように、回転治具190を締め付けて棒材Wに固定し、回転治具190と棒材Wとが一体となって回転軸L回りに回転されるようになる。
 なお、回転治具190を棒材Wに固定する際、回転治具190からロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145までの距離D1が棒材Wから背面主軸160の保持治具164までの距離D2より長くなっている。
 (ステップS13)
 次に、回転治具190の係合ピン192がロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145の係合穴145b1に挿入されるまで棒材Wを押し出す。
 回転治具190の係合ピン192がロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145の係合穴145b1に挿入されることで、調整ナット145の向き、すなわち、ガイドブッシュ本体144の向きが所定の向きに定められる。
 また、回転治具190の係合ピン192がロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145の係合穴145b1に挿入されると、回転治具190からロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145までの距離D1が棒材Wから背面主軸160の保持治具164までの距離D2より長いため、背面主軸160の保持治具164の内径φを十分大きくしておけば、棒材Wは、図7Cに示すように、背面主軸160の保持治具164に挿通される。
 なお、棒材Wを押し出す際、調整ナット145の係合穴145b1と回転治具190の係合ピン192の位置が回転方向にずれている場合、調整ナット145の係合穴145b1と回転治具190の係合ピン192とが正対するまで棒材W(すなわち、棒材Wを保持した正面主軸120)を回転させる。
 (ステップS14)
 次に、この状態で背面主軸160の保持治具164の調整ボルト164eにより保持治具164を棒材Wに締め付けて背面主軸160で把持(保持)する。
 (ステップS15)
 次に、電気モーターである正面主軸120の正面主軸駆動モーター123の励磁を切り、回転治具190が調整ナット145から離脱するまで背面主軸160をロータリーガイドブッシュ140に向かって前進させて、図8に示す状態にする。
<3.2.検査工程>
(ステップS20)
 次に、この状態で、背面主軸160を所定方向に所定角度回転させる。
 すなわち、図9に示すように、背面主軸160を回転させて、棒材Wを基準角度位置Pから角度位置P1まで所定角度θだけ回転させる。
(ステップS21)
 ここで、正面主軸駆動モーター123の励磁が切られていると、ロータリーガイドブッシュ140のタイミングプーリー146の回転が、タイミングベルトV1、V2を介して正面主軸120の正面主軸駆動モーター123を回転させることができる。
 したがって、上述したように、棒材Wが基準角度位置Pから角度位置P1まで所定角度θだけ回転したときに棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間が狭いと、棒材Wとガイドブッシュ本体144とが接触することがあり、この棒材Wとの接触によりガイドブッシュ本体144が棒材Wと連れ回れることがある。
 このガイドブッシュ本体144が連れ回りにより、ガイドブッシュ本体144と止めねじ142bで一体になっているガイドブッシュスリーブ142が回転し、このガイドブッシュスリーブ142に埋設されたキー142dと係合するタイミングプーリー146が回転する。
 このタイミングプーリー146の回転が、タイミングベルトV2からカウンター軸134へ、カウンター軸134からタイミングベルトV1へ、タイミングベルトV1から正面主軸120の正面主軸本体122へ、正面主軸本体122から正面主軸駆動モーター123へ伝達され、この正面主軸駆動モーター123が回転する。
 逆に、棒材Wが基準角度位置Pから角度位置P1まで所定角度θだけ回転したときに棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間が大きすぎると、棒材Wとガイドブッシュ本体144とが接触せず、ガイドブッシュ本体144が回転しないことがある。
 そこで、ステップS21では、この正面主軸駆動モーター123の回転角度が所定角度範囲に収まっている否かを判定する。
 正面主軸駆動モーター123の回転角度が所定角度範囲に収まっている場合、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさが最適な隙間の大きさであるとして、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさの調整を終了する。
 一方、正面主軸駆動モーター123の回転角度が所定角度範囲の下限値を下回る場合、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさが大きすぎるため、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさの調整が必要として、ステップS22に進み、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさの調整を行う。
 また、正面主軸駆動モーター123の回転角度が所定角度範囲の上限値を上回る場合、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさが小さすぎるため、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさの調整が必要として、ステップS22に進み、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさの調整を行う。
(ステップS22)
 まず、背面主軸160を回転させて、棒材Wを角度位置P1から基準角度位置Pに戻るまで回転(すなわち、ステップS20と逆回転)させる。
 その後、ステップS30に進み、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさの調整を行う。
<3.3.隙間調整工程>
(ステップS30)
 次に、図6Cに示す隙間調整工程の諸工程を行う。
 (ステップS31)
 まず、回転治具190がロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145に挿入されるまで背面主軸160を後退させて図10Aに示す状態にする。
 (ステップS32)
 次に、正面主軸駆動モーター123を励磁させる。
 これにより、正面主軸駆動モーター123に保持トルクが働くようになり、この保持トルクの影響がロータリーガイドブッシュ140のタイミングプーリー146に及ぶため、タイミングプーリー146を回転させようとしても回転しなくなる。
 (ステップS33)
 この状態で、図10Bに示すように、背面主軸160で棒材Wを保持した状態で、ガイドブッシュ開度決定部181bによる出力結果に基づき、背面主軸160を所定方向に所定量だけ回転させる。
 この背面主軸160の回転により棒材Wが回転し、棒材Wに固定されている回転治具190が所定方向に所定量だけ回転する。
 ここで、タイミングプーリー146が回転しないため、タイミングプーリー146とキー142dで係合しているガイドブッシュスリーブ142およびこのガイドブッシュスリーブ142と止めねじ142bで係合しているガイドブッシュ本体144も回転しない。
 しかし、回転治具190が回転すると、回転治具190と係合する調整ナット145が回転し、調整ナット145はガイドブッシュスリーブ142と回転治具190とによりZ方向に移動できないため、この調整ナット145と螺合しているガイドブッシュ本体144が調整ナット145の回転方向に対応してガイドブッシュスリーブ142および調整ナット145に対してZ方向に進退し、棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさが調整される。
 (ステップS34)
 棒材Wとガイドブッシュ本体144との隙間の大きさが所定量だけ変化した後、背面主軸160を前進させて回転治具190をロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145から離脱させ、ステップS20に戻る。
 以下、正面主軸駆動モーター123の回転角度が所定角度範囲に収まるまで、上述したステップを適宜繰り返す。
<4.工作機械100が奏する効果>
 以上説明した工作機械100によれば、棒材Wを保持した背面主軸160を回転駆動させる際に回転自在となっている正面主軸120の回転角度の変動が背面主軸160の回転駆動に伴う棒材Wの回転のみに基づくため、棒材を保持した背面主軸を背面主軸駆動用モーターにより回転駆動させた際の背面主軸駆動用モーターの負荷に基づいてロータリーガイドブッシュと棒材との隙間の大きさを調整する場合に比べてSN比が高まり、ロータリーガイドブッシュ140の開度が調整ナット145により調整されるとともにロータリーガイドブッシュ140が正面主軸120と同期回転する構造の場合に、ロータリーガイドブッシュ140と棒材Wとの隙間を精度良く自動的に調整することができる。
 また、背面主軸160が、棒材Wを保持する保持治具164を着脱自在であることにより、背面主軸160に装着された保持治具164が棒材Wを保持するため、背面主軸160が棒材Wを直接保持できない場合であっても、棒材Wに対応した保持治具164を選択することで間接的に棒材Wを背面主軸160に保持させることができる。
 さらに、正面主軸120と対向するロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145と係合してこの調整ナット145を回転させる回転治具190が、正面主軸120とロータリーガイドブッシュ140との間で棒材Wに装着されていることにより、背面主軸160で棒材Wを保持して回転治具190が調整ナット145と係合した状態で、背面主軸160が棒材Wを回転させることでロータリーガイドブッシュ140の調整ナット145が回動するため、ロータリーガイドブッシュ140と棒材Wとの隙間を精度良く自動的に調整することができる。
<変形例>
 以上、本発明の一実施例である工作機械について説明したが、本発明の工作機械は、上述した実施例の工作機械に限定されるものではない。
 例えば、上述した実施例において、正面主軸駆動モーター123は主軸台121に載置されていたが、正面主軸駆動モーターは主軸台に設けられなくてもよく、たとえばベッドに載置して伝達機構を介して正面主軸本体を回転駆動させてもよい。
 なお、背面主軸駆動モーターについても同様である。
 例えば、上述した実施例において、正面主軸120とロータリーガイドブッシュ140との同期回転にタイミングベルトを用いた例を挙げて説明したが、本発明はこの例に限定されるものではなく、正面主軸120とロータリーガイドブッシュ140とが構造的に連結されて正面主軸120とロータリーガイドブッシュ140とが同期回転するものであれば、いかなる方法であってもよい。
 さらに、下記に記載するように、正面主軸120とロータリーガイドブッシュ140とが電気的に連結されて正面主軸120とロータリーガイドブッシュ140とが同期回転するものであってもよい。
 すなわち、本発明に係る工作機械の変形例である自動旋盤の概略構成図である図11に示すように、本発明の変形例である工作機械100Aは、上述した工作機械100のようにエンコーダー124およびカウンター軸134を設けずに、ロータリーガイドブッシュ140のガイドブッシュ本体144を回転させるためのロータリーガイドブッシュ駆動モーター149をベッド110上に設け、このロータリーガイドブッシュ駆動モーター149の先端に設けられたタイミングプーリーにタイミングベルトV2を掛け回している。
 なお、ロータリーガイドブッシュ駆動モーター149は、正面主軸駆動モーター123と同様に電気モーターであり、ロータリーガイドブッシュ駆動モーター149の回転角度を検出するエンコーダー149aを有している。
 また、制御装置180のモーター制御部181aは、正面主軸駆動モーター123の動作だけでなくロータリーガイドブッシュ駆動モーター149の動作も制御している。
 そして、本変形例では、モーター制御部181aは正面主軸駆動モーター123の回転駆動とロータリーガイドブッシュ駆動モーター149の回転駆動とを同期させている。
 この工作機械100Aでは、正面主軸駆動モーター123ではなくロータリーガイドブッシュ駆動モーター149の回転角度を検出することで、棒材Wとロータリーガイドブッシュ140との隙間の大きさの調整をしている。
 なお、棒材Wとロータリーガイドブッシュ140との隙間の大きさの調整手順については、検出対象をロータリーガイドブッシュ駆動モーター149の回転角度とし、ステップS32で励磁する対象をロータリーガイドブッシュ駆動モーター149とする点以外は、上述した工作機械100による棒材Wとロータリーガイドブッシュ140との隙間の大きさの調整手順と同様の手順である。
 このように構成された工作機械100Aによれば、背面主軸160で棒材Wを保持してロータリーガイドブッシュ駆動モーター149および正面主軸駆動モーター123を励磁させない状態で背面主軸160を回転させた際のロータリーガイドブッシュ駆動モーター149の回転角度に基づいて隙間の調整量を決定するガイドブッシュ開度決定部181bを有していることにより、棒材Wを保持した背面主軸160を回転駆動させる際に回転自在となっているロータリーガイドブッシュ駆動モーター149の回転角度の変動が背面主軸160の回転駆動に伴う棒材Wの回転のみに基づくため、棒材Wを保持した背面主軸を背面主軸駆動用モーターにより回転駆動させた際の背面主軸駆動用モーターの負荷に基づいてロータリーガイドブッシュと棒材との隙間の大きさを調整する場合に比べてSN比が高まり、ロータリーガイドブッシュ140の開度が調整ナット145により調整されるとともにロータリーガイドブッシュ140が正面主軸120と同期回転する構造の場合に、ロータリーガイドブッシュ140と棒材Wとの隙間を簡便な構造で精度良く自動的に調整することができる。
100  ・・・ 工作機械
100A ・・・ 工作機械
110  ・・・ ベッド
120  ・・・ 正面主軸
121  ・・・ 主軸台
122  ・・・ 正面主軸本体
122a ・・・ チャック
122b ・・・ タイミングプーリー
123  ・・・ 正面主軸駆動モーター
124  ・・・ エンコーダー
130  ・・・ 正面主軸送り機構
131  ・・・ Z1レール
132  ・・・ Z1スライダー
133  ・・・ Z1モーター
134  ・・・ カウンター軸
134a ・・・ 主軸側タイミングプーリー
134b ・・・ ロータリーガイドブッシュ側タイミングプーリー
140  ・・・ ロータリーガイドブッシュ
141  ・・・ ガイドブッシュホルダ
141a ・・・ ガイドブッシュホルダ本体
141b ・・・ 軸受押さえ
142  ・・・ ガイドブッシュスリーブ
142a ・・・ テーパ
142b ・・・ 止めねじ
142c ・・・ 貫通ねじ孔
142d ・・・ キー
143  ・・・ 軸受
144  ・・・ ガイドブッシュ本体
144a ・・・ 雄ねじ
144b ・・・ 摺り割り
144c ・・・ テーパ
144d ・・・ 溝
145  ・・・ 調整ナット
145a ・・・ 雌ねじ
145b ・・・ 後面
145b1・・・ 係合穴
146  ・・・ タイミングプーリー
146a ・・・ キー溝
146b ・・・ ベルト位置決め溝
147  ・・・ 抜け止めナット
148  ・・・ フランジ
149  ・・・ ロータリーガイドブッシュ駆動モーター
149a ・・・ エンコーダー
150  ・・・ ガイドブッシュ支持台
150a ・・・ ロータリーガイドブッシュ挿入孔
151  ・・・ 刃物台移動機構
152  ・・・ 刃物台
152a ・・・ 刃物
160  ・・・ 背面主軸
161  ・・・ 主軸台
162  ・・・ 背面主軸本体
162a ・・・ チャック
163  ・・・ 背面主軸駆動モーター
164  ・・・ 保持治具
164a ・・・ 主軸装着具
164a1・・・ 前面
164b ・・・ 材料保持具
164b1・・・ ネジ孔
164c ・・・ 結合ボルト
164d ・・・ 締付ボルト
164e ・・・ 調整ボルト
170  ・・・ 背面主軸送り機構
171  ・・・ X2方向送り構造
171a ・・・ X2レール
171b ・・・ X2スライダー
171c ・・・ X2モーター
172  ・・・ Z2方向送り構造
172a ・・・ Z2レール
172b ・・・ Z2スライダー
172c ・・・ Z2モーター
180  ・・・ 制御装置
181  ・・・ 制御ユニット
181a ・・・ モーター制御部
181b ・・・ ガイドブッシュ開度決定部
181c ・・・ データテーブル
182  ・・・ 入力ユニット
190  ・・・ 回転治具
190a ・・・ ネジ孔
190b ・・・ 前面
191  ・・・ 締め付けボルト
192  ・・・ 係合ピン

W    ・・・ 棒材
F    ・・・ 床面
L    ・・・ 回転軸
φ    ・・・ 棒材保持具の内径
V1、V2・・・ タイミングベルト
D1   ・・・ 回転治具から調整ナットまでの距離
D2   ・・・ 棒材から保持治具までの距離
B    ・・・ 固定ボルト
P    ・・・ 基準角度位置

Claims (4)

  1.  棒材を回転自在に保持する正面主軸と、
     該正面主軸を回転駆動させる正面主軸駆動モーターと、
     該正面主軸駆動モーターの回転角度を検出するエンコーダーと、
     前記正面主軸の前方でガイドブッシュ支持台に設置されて前記正面主軸から進出した前記棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持すると共に前記正面主軸と同期回転するロータリーガイドブッシュと、
     前記正面主軸に対向配置されて前記棒材を回転自在に保持する背面主軸と、
     該背面主軸を回転駆動させる背面主軸駆動モーターと、
     前記正面主軸および前記背面主軸の動作を制御する制御装置とを備えた工作機械であって、
     前記ロータリーガイドブッシュが、前記ガイドブッシュ支持台に固定されるガイドブッシュホルダと、該ガイドブッシュホルダに対して回転自在としつつ前記棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持するガイドブッシュ本体と、前記棒材と前記ガイドブッシュ本体との隙間を調整する際に前記ガイドブッシュ本体を回転させて前記隙間の大きさを調整すると共に前記ガイドブッシュ本体と螺合する調整ナットとを有し、
     前記制御装置が、前記背面主軸で前記棒材を保持して前記正面主軸駆動モーターを励磁させない状態で前記背面主軸を回転させた際の前記正面主軸の回転角度に基づいて前記隙間の調整量を決定するガイドブッシュ開度決定部を有していることを特徴とする工作機械。
  2.  前記背面主軸が、前記棒材を保持する保持治具を着脱自在であることを特徴とする請求項1に記載の工作機械。
  3.  前記正面主軸と対向する前記ロータリーガイドブッシュの調整ナットと係合して該調整ナットを回転させる回転治具が、前記正面主軸と前記ロータリーガイドブッシュとの間で前記棒材に装着されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の工作機械。
  4.  棒材を回転自在に保持する正面主軸と、該正面主軸を回転駆動させる正面主軸駆動モーターと、該正面主軸駆動モーターの回転角度を検出するエンコーダーと、前記正面主軸の前方でガイドブッシュ支持台に設置されて前記正面主軸から進出した前記棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持すると共に前記正面主軸と同期回転するロータリーガイドブッシュと、前記正面主軸に対向配置されて前記棒材を回転自在に保持する背面主軸と、該背面主軸を回転駆動させる背面主軸駆動モーターと、前記正面主軸および前記背面主軸の動作を制御する制御装置とを備え、
     前記ロータリーガイドブッシュが、前記ガイドブッシュ支持台に固定されるガイドブッシュホルダと、該ガイドブッシュホルダに対して回転自在としつつ前記棒材の回転軸回りの回転および回転軸方向への移動を許容して支持するガイドブッシュ本体と、前記棒材と前記ガイドブッシュ本体との隙間を調整する際に前記ガイドブッシュ本体を回転させて前記隙間の大きさを調整すると共に前記ガイドブッシュ本体と螺合する調整ナットとを有した工作機械の制御方法であって、
     前記棒材を前記背面主軸で保持するステップと、
     前記背面主軸を回転軸回りに回転させるステップと、
     前記背面主軸を回転させて生じた前記正面主軸駆動モーターの回転角度を前記エンコーダーで測定するステップと、
     前記エンコーダーで測定した前記正面主軸の回転角度に基づいて、前記隙間の調整量を決定するステップと、
     決定した前記隙間の調整量となるように、前記背面主軸を回転軸回りに回転させて前記ガイドブッシュ本体を前記調整ナットに対して回転させるステップと、
    を含む、工作機械の制御方法。
PCT/JP2023/003955 2022-03-22 2023-02-07 工作機械および工作機械の制御方法 WO2023181673A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022046079A JP2023140176A (ja) 2022-03-22 2022-03-22 工作機械および工作機械の制御方法
JP2022-046079 2022-03-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023181673A1 true WO2023181673A1 (ja) 2023-09-28

Family

ID=88101058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/003955 WO2023181673A1 (ja) 2022-03-22 2023-02-07 工作機械および工作機械の制御方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2023140176A (ja)
TW (1) TW202345997A (ja)
WO (1) WO2023181673A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07328805A (ja) * 1994-05-31 1995-12-19 Citizen Watch Co Ltd Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法
JPH10138007A (ja) * 1996-11-11 1998-05-26 Citizen Watch Co Ltd Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法及び調整装置
JPH11226803A (ja) * 1998-02-16 1999-08-24 Star Micronics Co Ltd Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法
JP2001054802A (ja) * 1999-08-18 2001-02-27 Star Micronics Co Ltd Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整装置とnc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07328805A (ja) * 1994-05-31 1995-12-19 Citizen Watch Co Ltd Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法
JPH10138007A (ja) * 1996-11-11 1998-05-26 Citizen Watch Co Ltd Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法及び調整装置
JPH11226803A (ja) * 1998-02-16 1999-08-24 Star Micronics Co Ltd Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法
JP2001054802A (ja) * 1999-08-18 2001-02-27 Star Micronics Co Ltd Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整装置とnc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023140176A (ja) 2023-10-04
TW202345997A (zh) 2023-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6159331B2 (ja) 調整可能なクランピング装置
CN109332725B (zh) 一种双主轴自动化车床
KR20110072415A (ko) 자동 선반의 소재 조임력 조절장치
WO2023181673A1 (ja) 工作機械および工作機械の制御方法
US20240189931A1 (en) Thread-cutting die head for powered pipe threader
JP4613161B2 (ja) 素材ガイド装置及び自動旋盤
JP2024032457A (ja) 工作機械および工作機械の制御方法
JP2021041523A (ja) 可動工具キャリアを有する工作機械、ならびに、その工具キャリアおよび工具ホルダ
JP3741408B2 (ja) Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整装置とnc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法
US20130036879A1 (en) Method and apparatus for lathe tool alignment
JP3364427B2 (ja) Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整装置とnc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法
JP3349588B2 (ja) Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法
JP7480003B2 (ja) 工作機械、工作機械の制御方法
JPS587412B2 (ja) タツプホルダ−
US3995514A (en) Method and apparatus for tool support and adjustment in turret-type automatic screw machines
JP6254955B2 (ja) コレットアダプタ
JP4331937B2 (ja) 棒材供給機
US3636805A (en) Single-setting turning tool
JPH09225702A (ja) 自動旋盤用ガイドブッシュ
JP4375870B2 (ja) 回転型ガイドブッシュ
CN110480268A (zh) 一种高硅铝合金粉末滚压方法
JPH07328804A (ja) Nc自動旋盤のガイドブッシュ調整方法及びその装置
JPH10309628A (ja) ねじ切り用治具
JPH0947936A (ja) 加工装置
JPH04223834A (ja) 工具ホルダー

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23774272

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1